摘 要：伴隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，人對生活物質(zhì)要求的提高，城市給水處理工程中有機物的去除問題越來越受重視，因為水中有機物的去除效果直接影響到給水處理的質(zhì)量。本文筆者結(jié)合實踐探討給水處理中去除有機物若干方法。

關鍵詞： 城市給水工程；處理有機物； 若干方法

0前言

隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，人對生活物質(zhì)要求的提高。因水體的污染物有許多種，但最普遍、危害最大的要數(shù)有機物。水體中有機物主要包括天然水體中存在的腐植酸類有機物及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活活動排入的各種有機物，后者經(jīng)過一定時間，通過化學、生化等作用，絕大部分最終形成腐植酸類有機物。所以近幾年來，國內(nèi)外水處理工作者在有機物去除問題上已做過大量研究工作，盡管目前還拿不出某一種在技術(shù)、經(jīng)濟上十分理想的處理工藝，但是，已經(jīng)探索了許多去除水中有機物的材料和方法，有的已在工業(yè)上推廣應用并正不斷完善。本文主要結(jié)合國內(nèi)外給水處理工程中去除水中有機物的試驗和實踐現(xiàn)狀，評述各種去除水中有機物的方法，并對這一領域做一些展望。

1 混凝處理

水體中有機物按其存在的形態(tài)分為懸浮態(tài)、膠態(tài)和溶解態(tài)三種，我們通常稱的水中有機物是這三者之和?；炷?、澄清、過濾是常規(guī)給水處理系統(tǒng)中最前面的處理設備，我們通常稱之為水的預處理。因此，水體中各種形態(tài)的有機物全部進入了預處理設備，可見在預處理階段提高水中有機物去除率的重要意義。一般情況下，粒狀濾料過濾設備對澄清出水中殘留有機物去除作用甚微。國外曾試驗過的生物過濾器，也僅能去除一小部分可生化的有機物。因此，在預處理階段，有機物的去除主要依靠混凝澄清。在混凝澄清處理過程中COD的去除率約為20%～60%，去除率波動范圍很大的主要原因是混凝、澄清對懸浮態(tài)及膠態(tài)有機物的去除率較高（最大可達80%～90%），而對溶解態(tài)有機物的去除率很低，不同水源中有機物形態(tài)分布有時相差很大。有機物減少，而分子態(tài)有機物增多，有機物溶解度下降，它們相對容易吸著到大量存在的Fe（OH）3或Al（OH）3等顆粒上共沉淀，導致有機物去除率有較明顯的上升。

2 吸附處理

以活性炭（主要是粒狀活性炭）為代表的吸附處理工藝是目前去除水中有機物的首選技術(shù)，因為其原料來源豐富，比表面積大，對農(nóng)藥及其他有機物的去除率較高，所以，被廣泛應用?；钚蕴渴欠菢O性、弱極性的吸附材料，因此，它對水中絕大多數(shù)極性有機物特別是危害較大的鹵代烴吸附效果較差?；钚蕴繉λ杏袡C物的去除率一般在20%～70%之間，這與水中有機物的種類、形態(tài)、分子尺寸有關，非極性、弱極性有機物，相對分子質(zhì)量不太大、溶解度較小的有機物容易被吸附去除。Christine Watrta等人研究發(fā)現(xiàn)在分子氧存在條件下，可以提高活性炭對有機物的去除率，而且這對芳香族化合物明顯有效，而對脂肪族化合物無明顯作用，他們認為在分子氧存在條件下，某些有機物生成二聚、三聚物，從而增加了吸附容量。國內(nèi)外研究者都進行過降低活性炭過濾器進水pH值的試驗，試驗證實降低進水pH值可有效提高有機物的去除率，并且能適當延長活性炭過濾器的運行周期，這與低pH條件下改變了水中有機物的形態(tài)有關，使有機物變得容易被吸附了。

3 氧化處理

在水處理中常用的氧化劑有：Cl2、O3、ClO2、H2O2、KMnO4等，由于它們的氧化能力不同，所以，氧化降解有機物的效率也不同，而且，對不同種類有機物表現(xiàn)出來的氧化作用有的相差很大。但這些氧化劑有一個共同的特點，就是它們都不能將水中有機物完全礦化，有時經(jīng)氧化的水中COD值反而會上升，這說明了水中有部分有機物僅從大分子氧化成小分子而已。因此，常規(guī)的氧化處理很難達到滿意的處理效果，另外，氧化過程需要大量能量，費用較高，很難有工業(yè)上的應用價值。當然氧化可改善混凝效果，而改善的混凝對有機物去除作用影響到什么程度，這方面的研究還有待進一步試驗研究。光氧化法是近年研究較多的一種氧化去除有機物的新方法，光氧化法主要包括光化學氧化法和光催化氧化法。光化學氧化法是將O3、H2O2、O2等氧化劑的氧化作用和光（254～365nm的紫外光）化學輻射作用相結(jié)合，可產(chǎn)生氧化能力很強的自由基。光催化氧化法是在水中加入一定數(shù)量的半導體催化劑（如TiO2），它在紫外線輻射下也能產(chǎn)生強氧化能力的自由基。光氧化法的主要機理是：（1）在紫外線輻射下，有機物的鍵發(fā)生斷裂而直接分解；（2）紫外線輻射下，水中氧化劑（催化劑存在下）生成強氧化能力自由基，提高了氧化劑對有機物的氧化能力；（3）在紫外線輻射下，使有機物外層電子處于激發(fā)態(tài)提高分子自由能，使其易于被氧化。

4膜處理

膜技術(shù)是當今水處理研究中最活躍的領域，其應用廣泛。反滲透（RO）、納濾（NF）、超濾（UF）、微濾（MF）不同程度上都能有效去除水中嗅、味、色、消毒副產(chǎn)物先質(zhì)及其他有機物和微生物。MF、UF由于其孔徑較大，所以，對相對分子質(zhì)量較低（300～400以下）的有機物去除率很低，這直接影響了有機物的總?cè)コ?，因為，在天然水體中相當一部分有機物是低相對分子質(zhì)量、可溶性有機物。UF作為水處理系統(tǒng)中的后處理設備已在工業(yè)上得到較多的應用，但要將它單獨用作提高水中有機物去除率的設備，顯然是不會得到滿意的結(jié)果。RO、NF因其表皮層孔徑很?。∟F能去除相對分子質(zhì)量200以上的物質(zhì)，而RO則能去除相對分子質(zhì)量低于200的有機物分子），因此，理論上它們對水中有機物的去除率非常高，但它們的致命弱點是要求對進水進行嚴格的各種預處理，否則膜易遭受污染和損傷，影響其正常工作，另外，膜的投資和運行費用較高，這些都限制了它們在水處理中更廣泛的應用。相對而言，NF對進水的預處理要求比RO低些，且運行壓力、成本也相對低些，因此，從去除有機物并兼顧脫鹽的角度來看，NF技術(shù)更具有實用價值。在實際應用中，采用MF或UF作為NF的前處理可能是一個值得嘗試的試驗。

5離子交換處理

天然水中的有機物主要的是進入到水體的各種有機質(zhì)經(jīng)化學、生化降解形成的腐植酸類有機物，目前對它們的分子結(jié)構(gòu)還不是很清楚，但已證實的是大部分腐植酸類物質(zhì)上都帶有—COOH和—OH等基團，因此，通常可將此類有機物看作是有機弱酸，理論上可推測水中這類有機物可通過離子交換去除。Paul. L.K. Fu等人的試驗也已證實了陰離子交換樹脂去除水中有機物的主要機理是離子交換作用，而吸附是次要作用，這一點也可以從大孔吸附樹脂對水中有機物去除率并不高得以佐證。陰離子交換樹脂用于截留水中有機物早有研究應用，如除鹽系統(tǒng)中，弱堿陰樹脂保護強堿陰樹脂免遭有機物污染。離子交換除鹽系統(tǒng)中常用的是苯乙烯系的離子交換樹脂，由于其骨架材料是憎水性的，所以，其抗有機物污染能力較弱，近年來國內(nèi)外均研制出了抗有機物污染能力強的丙烯酸系陰樹脂，如Amberlite IRA—458，爭光213、214陰樹脂，由于其骨架材料是親水性的丙烯酸類材料，所以，該類陰樹脂吸著了有機物后易被洗脫下來，因而也就具有了較高的去除有機物能力。

6結(jié)束語

綜上所述；不同水源中有機物的成分、形態(tài)特征有時相差很大，因此，至今還沒有找到某一種技術(shù)、經(jīng)濟上都理想的控制水中有機物的工藝。就現(xiàn)有技術(shù)、經(jīng)濟條件，我們應該主要根據(jù)各水源水質(zhì)的特點，水中有機物含量的高低，有機物的主要種類和形態(tài)特征來選擇技術(shù)、經(jīng)濟上較合理的工藝來控制水中有機物，以求得有機物最大去除效果，同時考慮提高整個水處理系統(tǒng)中對有機物的去除效果，從而達到進一步提高給水水質(zhì)的目標。